《機(jī)械效率》ppt課件[高教課堂]

1、機(jī)械效率,1,藤蔓課堂,提出問(wèn)題,2,藤蔓課堂,學(xué) 生 討 論,學(xué) 生 討 論,3,藤蔓課堂,對(duì)砂子做功,對(duì)空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但 又不得不做的功,對(duì)人們有用 必須做的功,他的目的是：,把沙子運(yùn)上三樓,手提水桶提沙子,4,藤蔓課堂,一、有用功和額外功,1.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須做的功,2.額外功（W額）：為了達(dá)到工作目的，并非我們所 需要但又不得不做的功,3.總 功（W總）：動(dòng)力所做的所有功,即有用功與額外功的總和,W總 = W有 + W額,5,藤蔓課堂,用水桶從井中提水的時(shí)候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是

2、額外功。,如果桶掉到井里,從井里撈桶的時(shí)候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是額外功。,想一想；議一議：,6,藤蔓課堂,對(duì)砂子做功,對(duì)空桶做功,對(duì)動(dòng)滑輪做功,議一議：,對(duì)砂子做功,對(duì)口袋做功,對(duì)動(dòng)滑輪做功,另兩種提沙方法中做的有用功、額外功、總功分別是哪些？,動(dòng)滑輪提水桶提沙子,動(dòng)滑輪提口袋提沙子,7,藤蔓課堂,理解機(jī)械的三種功,要提升G，同時(shí)必須將動(dòng)滑輪也提升。這時(shí)，你要克服動(dòng)滑輪重力和摩擦而額外做功，否則你不能完成任務(wù)。這部分功無(wú)利用價(jià)值而又不得不做，是額外功。,提升物體G是目的,有利用價(jià)值,是有用功,要實(shí)現(xiàn)目的，完成有

3、用功,必須施加動(dòng)力F對(duì)滑輪做功，動(dòng)力所做的是總功,如：用豎直方向上 的滑輪提升物體G,8,藤蔓課堂,無(wú)論采取那種方法都必須做的功。即：為達(dá)到目的所必須做的功。,（1）舉高重物時(shí)：,W有用=G物h,W有=f摩擦S物,（2）在粗糙水平面上移動(dòng)物體時(shí)：,有用功,9,藤蔓課堂,并非人們需要但又不得不做的功,（1）克服機(jī)械自重做功：,W額外=G動(dòng)滑輪h,使用動(dòng)滑輪或滑輪組時(shí)：,（2）克服機(jī)械間的摩擦做功：,使用斜面時(shí)：,W額外=f摩擦L,額外功,10,藤蔓課堂,動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功. 有用功和額外功的和等于總功。,W總=W有用+ W額外,公式（1） ：,公式（2） ：,W總=F動(dòng)力S動(dòng)力,作用在機(jī)械上的動(dòng)

4、力,動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離,總功,11,藤蔓課堂,W有1 = G沙 h,三種提沙方法中的W有、W額、W總分別為多少？,方法2：,方法3：,W額1 =（G桶 + G人）h,W總1 =（W有1 + W額1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2）,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3）,= (5N+10N)6m,= 90

5、J,= 690J,算一算：,12,藤蔓課堂,二、機(jī)械效率,（1）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位.,1. 定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率（）,（2）機(jī)械效率總小于1 .,（因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣Γ?2. 公式：,%,3. 特點(diǎn)：,13,藤蔓課堂,三種提沙方法中的機(jī)械效率分別為多少？,W有1 = G沙 h,方法2：,方法3：,W額1 =（G桶 + G人）h,W總1 =（W有1 + W額1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2）

6、,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3）,= (5N+10N)6m,= 90J,= 690J,再算算：,有用功相同，額外功越少機(jī)械效率越高,14,藤蔓課堂,5、機(jī)械效率公式：,提升,移動(dòng),15,藤蔓課堂,起重機(jī)的機(jī)械效率是60%,它表示什么意思？,1.使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比60% 2.也可以說(shuō)有用功在總功中占有60%，另外額外功占40,4.機(jī)械效率的意義,有用功所占總功的比例越大，機(jī)械效率越高。,機(jī)械效率與 是否省力.功率大小. 提升高度. 繩子的繞法.做功

7、的多少無(wú)關(guān)。,16,藤蔓課堂,例1.用一動(dòng)滑輪將貨物400N的貨物勻速提到 高2m，所用拉力是250N，求有用功、額外功. 總功和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率各是多少？,分析：使用動(dòng)滑輪省了力，卻費(fèi)了距離，貨物提高 2m， 繩子的自由端拉力通過(guò)的距離為4 m，,已知：G=400N h=2m S=4m F=250N,求： W有 W額 W總 ,W額= W總 W有 =1000J800J=200J,三.例題,17,藤蔓課堂,例2. 用一動(dòng)滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？,解：,已知：G=200N h=9m S=18m F=120N,18,藤蔓課堂,請(qǐng)你

8、判斷：1.下面說(shuō)法中是否正確？ 1有用功越多，機(jī)械效率越高（ ） 2額外功越少，機(jī)械效率越高（ ） 3物體做功越慢，機(jī)械效率越低（ ） 4做總功越多，機(jī)械效率越低（ ） 5做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高（ ） 6做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高（ ） 7機(jī)械效率越高，越省力（ ）,練習(xí),19,藤蔓課堂,2.一臺(tái)起重機(jī)將重600N的貨物提高4m.如果額外功是 9600J，起重機(jī)的有用功是多少？總功是多少？ 機(jī)械效率是多少？,練習(xí),已知：G=-N h=-m W額 =-J,求： W有 W總 ,解：,W總= W額+W有 =,%,=,20,藤蔓課堂,1 如圖所示，建筑工地上，工人用一個(gè)

9、動(dòng)滑輪將重720N的重物勻速提升5m，工人所用拉力為450N，求： （1）工人做的總功 （2）該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 （）不考慮摩擦，求動(dòng)滑輪的重 （）提升的物體重為， 該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少？,21,藤蔓課堂,2.用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機(jī)械效率分別為甲、乙。則F甲_F乙 甲_乙（選填“”、“”或“”）,22,藤蔓課堂,探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率,一、影響動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的因素,減輕動(dòng)滑輪自重,減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力,增加提升的物重。,減輕繩重,二、如何提高動(dòng)滑輪的機(jī)械效率,1、動(dòng)滑輪自重、滑輪摩擦、繩重,2、提升的物體重力,滑輪組的機(jī)械

10、效率與提升的高度、繩子的股數(shù)無(wú)關(guān)。,23,藤蔓課堂,為得出滑輪組的機(jī)械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測(cè)出哪些物理量？每個(gè)量怎樣測(cè)量？,彈簧測(cè)力計(jì)、 刻度尺、鉤碼、滑輪組兩個(gè)、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約2m的細(xì)繩。,實(shí)驗(yàn)器材：,實(shí)驗(yàn)探究：滑輪組的機(jī)械效率總是一定的嗎？,重力G、拉力F、繩子移動(dòng)距離S、重物上升高度h,原理：=W有用/W總 對(duì)物體做功為有用功：W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移動(dòng)物體）拉力做的功為總功：W總=Fs,24,藤蔓課堂,在測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中：,根據(jù)的原理是_。,實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具有_和_。,需要直接測(cè)量的物理量有：繩端的拉力F、_、_和_。,注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方

11、向應(yīng)盡量_，且應(yīng)在鉤碼_的過(guò)程中讀取拉力的大小。,=W有W總,刻度尺,彈簧測(cè)力器,物體重G,物體上升距離h,繩自由端移動(dòng)距離S,豎直向上,勻速移動(dòng),25,藤蔓課堂,同一滑輪組提不同的重物，機(jī)械效率是否相同？,26,藤蔓課堂,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：,0.5,1.0,0.1,0.3,2.0,0.1,0.9,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.27,0.2,74.1%,拉力 F（N）,使用相同的滑輪組提升不同的物體時(shí)，物體越重,則機(jī)械效率越高。,27,藤蔓課堂,不同滑輪組，提相同的重物，機(jī)械效率是否相同？,28,藤蔓課堂,4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.

12、45,0.60,88.9%,66.7%,提升相同的物體，動(dòng)滑輪越重，則機(jī)械效率越低。,29,藤蔓課堂,結(jié)論:1、使用相同的滑輪組提升不同的物體時(shí)，物體越重,則機(jī)械效率越高。 2、提升相同的物體，動(dòng)滑輪越重，則機(jī)械效率越低。,30,藤蔓課堂,思考題：如果沒(méi)有刻度尺，不能測(cè)量h和s，還能否測(cè)滑輪組的機(jī)械效率？,31,藤蔓課堂,斜面也是經(jīng)常使用的省力機(jī)械，那么，斜面的機(jī)械效率要與什么因素有關(guān)呢？,猜想：斜面的粗糙程度，斜面的傾斜程度，物體的重力,32,藤蔓課堂,探究:,斜面的機(jī) 械效率,1.把物體拉上斜面 時(shí),額外功是什么?,(克服物體與斜面 之間的摩擦力而做 功),2.探究一下光滑程度一樣的斜面,

13、當(dāng)它的傾斜程度不同 時(shí) 斜面的機(jī)械效率是否相同.,請(qǐng)思考:,1.怎樣計(jì)算總功?,W總= F S,2.怎樣計(jì)算有用功?,W有用 = G h,3.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪幾個(gè)物理量?,改變木板的傾斜程度,再測(cè)量?jī)纱涡泵娴臋C(jī)械效率,33,藤蔓課堂,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)猜想:,1.你認(rèn)為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?,2.斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系?,5.0,5.0,5.0,0.5,0.5,0.5,0.1,0.15,0.25,1.6,2.2,3.1,0.5,0.75,1.25,0.8,1.1,1.55,63%,68%,81%,光滑程度相同的斜面，越平緩越省力，機(jī)械效率越低。,34,藤蔓課堂,斜面的機(jī)械效

14、率與 1、斜面的粗糙程度有關(guān)：同一斜面，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低； 2、斜面的傾斜程度有關(guān)：粗糙程度相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角越大），拉力越大，效率越高； 3、所拉物體的重力有關(guān)：,35,藤蔓課堂,提高滑輪組機(jī)械效率的途徑：,主要從減小額外功入手，額外功主要包括：由于機(jī)械本身的重力和機(jī)械之間的摩擦使在使用機(jī)械時(shí)多做了功。 1、改善機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)械本身的重力 2、加強(qiáng)潤(rùn)滑，減小機(jī)械間的摩擦,提高機(jī)械效率的意義：減小額外功，在有用功相同時(shí)，從而減小總功，節(jié)約能量。,36,藤蔓課堂,1、下列有關(guān)機(jī)械效率的概念的敘述中正確的是（ ） A、機(jī)械效率越大，做功越快 B、做有用功

15、越多時(shí)，機(jī)械效率越大 C、機(jī)械效率越大，又省力又省功 D、機(jī)械效率越大，有用功占總功的比值越大,D,37,藤蔓課堂,2、小均用動(dòng)滑輪將質(zhì)量為40kg的貨物勻速提高了5m ，他用250N的拉力拉了10s，下列說(shuō)法正確的是：( )（g 取10N/kg） A有用功為200J B額外功為500J C動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75% D小均的功率為200W,B,38,藤蔓課堂,3、使用機(jī)械效率高的機(jī)械比效率低的機(jī)械相比，下列說(shuō)法正確的是（ ）,A.更省力 B.更省距離 C.功率更高，節(jié)約時(shí)間 D.有用功相同時(shí)更省功，節(jié)約能量 E.使用更方便,D,39,藤蔓課堂,2.如圖所示，為使重為1500N的物體勻速移動(dòng)到長(zhǎng)100m斜面的頂端，若斜面的高為10m.如果不計(jì)摩擦，需要的推力是多大？若實(shí)際需用180N的推力，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是多少？摩擦力是多大？,G,F,L,h,40,藤蔓課堂,5、如圖所示，某人用一個(gè)滑輪組 站在地面上把500N的貨物經(jīng)5s提高 了2m，所用的力是300N。求 （1）這個(gè)人做功是多少？ （2）這個(gè)滑輪組的機(jī)械 F 效率是多少？,41,藤蔓課堂,探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率,一、影響動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的因素,減輕動(dòng)滑輪自重,減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力,增加提